JPH0548299B2 - - Google Patents
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- JPH0548299B2 JPH0548299B2 JP17197688A JP17197688A JPH0548299B2 JP H0548299 B2 JPH0548299 B2 JP H0548299B2 JP 17197688 A JP17197688 A JP 17197688A JP 17197688 A JP17197688 A JP 17197688A JP H0548299 B2 JPH0548299 B2 JP H0548299B2
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Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、イオンプレーテイング装置の改良に
関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to improvements in ion plating apparatus.
[従来の技術]
従来のイオンプレーテイング装置としては、以
下に説明する構造のものが知られている。[Prior Art] As a conventional ion plating apparatus, one having the structure described below is known.
真空チヤンバと、このチヤンバに設けられた
基板ホルダと、前記チヤンバ内に配置されたル
ツボ内の蒸着材料を電子ビーム照射により蒸発
させるための蒸発源と、前記チヤンバ側壁に配
置され、前記蒸着源からの蒸発された蒸着材料
にプラズマを照射させるためのホロカソードガ
ンとから構成されたイオンプレーテイング装
置。かかる装置において、蒸着源から蒸発され
た蒸着材料にホロカソードガンからのプラズマ
を照射することにより、イオン化した蒸着材料
をホルダの基板に蒸着して成膜を行なう。 a vacuum chamber, a substrate holder provided in the chamber, an evaporation source arranged in the chamber for evaporating the evaporation material in the crucible by electron beam irradiation, and an evaporation source arranged on the side wall of the chamber from the evaporation source. An ion plating device consisting of a hollow cathode gun for irradiating plasma onto the evaporated deposition material. In such an apparatus, a film is formed by irradiating the evaporation material evaporated from the evaporation source with plasma from a hollow cathode gun, thereby depositing the ionized evaporation material onto the substrate of the holder.
真空チヤンバと、このチヤンバに設けられた
基板ホルダと、このホルダの基板保持側と反対
側に配置された磁石と、前記チヤンバ内に配置
されたルツボ内の蒸着材料を電子ビーム照射に
より蒸発させるための蒸発源と、前記チヤンバ
の側壁に設けられ、該チヤンバ内にプラズマを
引出すためのプラズマ銃とから構成されたイオ
ンプレーテイング装置。かかる装置において、
プラズマ銃からチヤンバ内に引出されたプラズ
マをホルダに配置された磁石の磁場等によりホ
ルダに保持された基板表面に集めると共に蒸着
源から蒸発され、基板に向かう蒸着材料を前記
プラズマによりイオン化し、このイオン化した
蒸着材料を基板に蒸着することにより成膜を行
なう。 A vacuum chamber, a substrate holder provided in this chamber, a magnet placed on a side opposite to the substrate holding side of this holder, and a material for evaporation in a crucible placed in the chamber by electron beam irradiation. An ion plating apparatus comprising: an evaporation source; and a plasma gun provided on a side wall of the chamber for drawing plasma into the chamber. In such a device,
Plasma drawn into the chamber from the plasma gun is collected on the surface of the substrate held in the holder by the magnetic field of a magnet placed in the holder, and the evaporation material evaporated from the evaporation source and directed toward the substrate is ionized by the plasma. Film formation is performed by vapor depositing an ionized vapor deposition material onto a substrate.
[発明が解決しようとする課題]
しかしながら、前記のイオンプレーデイング
装置ではプラズマの形状は磁場等の強さにより一
定の形になるため、該プラズマによりイオン化さ
れた蒸着材料を凹凸等のある複雑形状の基板全体
に回り込ませることは期待できない。また、前記
のイオンプレーテイング装置ではホルダ基板と
反対側に配置した磁石の磁場等によりプラズマ銃
からチヤンバ内に引出されたプラズマを基板表面
に集めることができるが、該プラズマによりイオ
ン化された蒸着材料を凹凸等のある複雑形状の基
板全体に回り込ませることは殆ど期待できない。
これは、前記磁場を変化させるだけではプラズマ
全体の拡がりを大きくしたり、小さくしたりする
だけで、プラズマの方向性等を変えることができ
ないためである。[Problems to be Solved by the Invention] However, in the above-mentioned ion plating apparatus, the shape of the plasma is fixed depending on the strength of the magnetic field, etc., so the evaporation material ionized by the plasma is ionized by the plasma into a complex shape with unevenness, etc. It cannot be expected to wrap around the entire board. In addition, in the above-mentioned ion plating apparatus, the plasma drawn into the chamber from the plasma gun can be collected on the substrate surface by the magnetic field of the magnet placed on the opposite side of the holder substrate. It is almost impossible to expect that it will wrap around the entire board with a complicated shape such as unevenness.
This is because changing the magnetic field only increases or decreases the spread of the entire plasma, but cannot change the directionality of the plasma.
本発明は、上記従来の課題を解決するためにな
されたもので、複雑形状の基板でもその表面全体
を均一な膜を効率よく形成し得るイオンプレーテ
イング装置を提供しようとするものである。 The present invention has been made in order to solve the above-mentioned conventional problems, and aims to provide an ion plating apparatus that can efficiently form a uniform film over the entire surface of a complex-shaped substrate.
[課題を解決するための手段]
本発明は、真空チヤンバと、このチヤンバ内に
配設された基板ホルダと、前記チヤンバ内に配設
された蒸着源と、前記チヤンバ内にプラズマを導
入するためのプラズマ発生源と、前記プラズマ発
生源の外周に対応する前記チヤンバの外側および
前記プラズマ発生源と対面する前記チヤンバの外
側にそれぞれ設けられ、前記チヤンバ内に引き出
されたプラズマを集束するための空心磁石と、前
記チヤンバ内に配置され、前記プラズマ発生源か
ら前記チヤンバ内に導入されたプラズマを前記ホ
ルダに保持された基板表面に集束させるための磁
石を内蔵した対向電極と、この対向電極を揺動お
よび回転させるための駆動機構とを具備したこと
を特徴とするイオンプレーテイング装置である。[Means for Solving the Problems] The present invention includes a vacuum chamber, a substrate holder disposed within the chamber, a deposition source disposed within the chamber, and a method for introducing plasma into the chamber. a plasma generation source, and an air core provided on the outside of the chamber corresponding to the outer periphery of the plasma generation source and on the outside of the chamber facing the plasma generation source, for focusing the plasma drawn into the chamber. a magnet, a counter electrode disposed in the chamber and containing a magnet for focusing plasma introduced into the chamber from the plasma generation source onto the surface of the substrate held by the holder; This is an ion plating apparatus characterized by comprising a drive mechanism for movement and rotation.
[作用]
本発明によれば、真空チヤンバ内に磁石を内蔵
し、駆動機構により揺動及び回転する対向電極を
配置することによつて、プラズマ発生源から該チ
ヤンバ内に導入されたプラズマをホルダに保持さ
れた基板表面に高密度で集束させることができる
と共に、同プラズマを基板表面に対して多方向か
ら照射できる。このため、チヤンバ内に配置され
た蒸着源から蒸発された蒸着材料を前記プラズマ
により効率よくイオン化できると共に、該イオン
化された蒸着材料を基板に対して多方向から導入
できる。従つて、複雑形状の基板に対してイオン
化された蒸着材料の廻り込み性が良好となるた
め、基板表面全体を均一な膜を効率よく成膜でき
るイオンプレーテイング装置を得ることができ
る。[Operation] According to the present invention, by incorporating a magnet in the vacuum chamber and arranging a counter electrode that swings and rotates by a drive mechanism, the plasma introduced into the chamber from the plasma generation source is transferred to the holder. The plasma can be focused with high density on the surface of the substrate held by the substrate, and the plasma can be irradiated onto the substrate surface from multiple directions. Therefore, the evaporation material evaporated from the evaporation source disposed in the chamber can be efficiently ionized by the plasma, and the ionized evaporation material can be introduced into the substrate from multiple directions. Therefore, the ionized vapor deposition material has good ability to spread around a complex-shaped substrate, so it is possible to obtain an ion plating apparatus that can efficiently form a uniform film over the entire surface of the substrate.
[発明の実施例]
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。[Embodiments of the Invention] Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図は、本発明の一実施例を示すイオンプレ
ーテイング装置の概略図、第2図は第1図のX−
X線に沿う断面図、第3図は第1図のY−Y線に
沿う断面図、第4図は第1図の対向電極及びその
駆動機構を示す断面図、第5図は対向電極及びそ
の駆動機構の主要部品を示す斜視図である。図中
の1は、真空チヤンバであり、このチヤンバ1の
底部には該チヤンバ1内を所定の真空度に維持す
るための図示しない真空ポンプと連通する排気管
2が設けられている。図中の3は、蒸着源であ
る。この蒸着源3は、前記チヤンバ1内の底部付
近に配置されたルツボ4と、前記チヤンバ1の下
部側壁に設けられ、電子ビームを照射するための
電子銃5と、前記ルツボ4上方付近に配置され、
前記電子銃5からの電子ビームを偏向して前記ル
ツボ4内の蒸着材料に照射するための偏向コイル
6とから構成されている。また、前記チヤンバ1
内の外側壁にはプラズマ発生源としてのプラズマ
銃7が設けられており、該プラズマ銃7の後部は
アルゴンガス等の所定のガスを導入するための導
入管8が設けられている。なお、プラズマ銃7が
設けられた前記チヤンバ1の側壁にはプラズマの
絞り部9が設けられている。更に、前記プラズマ
銃7の前記チヤンバ1との連結付近及び該プラズ
マ銃7と対向するチヤンバ1の外側壁部分には、
プラズマ銃から引出されたプラズマの拡散を防ぐ
ための空心磁石10a,10bが夫々設けられて
いる。そして、前記チヤンバ1の側壁には対向電
極を揺動、回転させるための複数台(例えば5
台)の駆動機構11が前記プラズマ銃7の設置箇
所とほぼ同一平面上に位置するように貫通して設
けられている。 FIG. 1 is a schematic diagram of an ion plating apparatus showing an embodiment of the present invention, and FIG.
3 is a sectional view taken along the Y-Y line in FIG. 1, FIG. 4 is a sectional view showing the counter electrode in FIG. 1 and its driving mechanism, and FIG. 5 is a sectional view showing the counter electrode and its driving mechanism. It is a perspective view showing main parts of the drive mechanism. 1 in the figure is a vacuum chamber, and an exhaust pipe 2 is provided at the bottom of the chamber 1 and communicates with a vacuum pump (not shown) for maintaining the chamber 1 at a predetermined degree of vacuum. 3 in the figure is a vapor deposition source. The vapor deposition source 3 includes a crucible 4 disposed near the bottom of the chamber 1, an electron gun 5 provided on the lower side wall of the chamber 1 for irradiating an electron beam, and an electron gun 5 disposed near the top of the crucible 4. is,
It is comprised of a deflection coil 6 for deflecting the electron beam from the electron gun 5 and irradiating the vapor deposition material in the crucible 4 . In addition, the chamber 1
A plasma gun 7 as a plasma generation source is provided on the inner outer wall, and an introduction pipe 8 for introducing a predetermined gas such as argon gas is provided at the rear of the plasma gun 7. Note that a plasma constriction section 9 is provided on the side wall of the chamber 1 in which the plasma gun 7 is provided. Furthermore, near the connection of the plasma gun 7 with the chamber 1 and the outer wall portion of the chamber 1 facing the plasma gun 7,
Air-core magnets 10a and 10b are provided, respectively, to prevent diffusion of plasma drawn from the plasma gun. On the side wall of the chamber 1, a plurality of units (for example, five
A driving mechanism 11 for the plasma gun 7 is provided so as to be located on the same plane as the plasma gun 7.
前記対向電極の駆動機構11は、第4図及び第
5図に示すように前記チヤンバ1の側壁に図示し
ないシール部材を介して上方に傾斜して固定され
た本体12を備えている。この本体12には、断
面が略T字形をなす空洞部13が形成されてい
る。この空洞部13内には、キヤリヤ駆動軸14
が該本体12の傾斜方向に沿つて貫通して設けら
れており、かつ該駆動軸14の後端側は前記チヤ
ンバ1側壁の外側に位置する前記本体12に設け
られた回転用モータ15に連結されて駆動される
ようになつている。前記駆動軸14の先端には、
円形のキヤリア16が軸着されている。このキヤ
リア16は、リング軸受17を介して前記本体1
2上に回転自在に配置されている。また、前記本
体12と駆動軸14の間の空洞部13には円筒状
の駆動伝達部材18が該伝達部材18と本体12
及び伝達部材18と駆動軸14の間に夫々配置さ
れた4つの軸受19a,19b,20a,20b
を介して回転自在に設けられている。この伝達部
材18の後端側にはかさ歯車21が、先端側には
歯車22が夫々形成されている。このかさ歯車2
1には、前記本体12にその傾斜方向と直交する
方向から挿入された軸23先端のかさ歯車24と
歯合されており、かつ該軸23の後端側は前記チ
ヤンバ1側壁の外側に位置する前記本体12に設
けられた揺動用モータ25に連結されて駆動され
るようになつている。なお、前記軸23は該軸2
3と前記本体12間には軸受26a,26bが介
装されている。また、前記キヤリア16上には上
部に互いに対向する一対のフレーム27a,27
bを有するブロツク28が一体的にかつ偏奇して
設けられている。このブロツク部28の中心から
前記キヤリア16に互つてL形軸29が貫通され
ており、かつ該軸29はそれらブロツク部28及
びキヤリア16に設けた軸受30a,30bに軸
支されている。このL形軸29の下端には、前記
駆動伝達部材18先端側の歯車22と歯合する遊
星歯車31が設けられている。また、前記L形軸
29の先端には軸受32が取着されており、該軸
受32には所定の角度で傾斜したアーム33が軸
支されている。このアーム33は、軸受部分を枠
状の軸受34の中に配置し、その先端を対向電極
35に固定されている。前記アーム33の軸受部
分には、軸36が回転自在に軸支され、かつ該軸
36は前記一対のフレーム27a,27b上部の
軸受37a,37bに軸支された前記枠状の軸受
34に直交して貫通している。つまり、前記アー
ム33の軸受部分の回転支点は、該アーム33先
端に固定される対向電極35を全方向に揺動させ
るためのみそ擦り運動の中心軸となつている。前
記対向電極35は、円板形状をなし、かつ内部に
リング状の電磁石38が内蔵されている。また、
前記対向電極35の後端面にはフレキシブル管3
9が連結されており、かつ該フレキシブル管39
はチヤンバ1の側壁を通して外部に延出されてい
る。前記対向電極35には、水冷管(図示せず)
が埋設されており、かつ該水冷管の両端は前記フ
レキシブル管39を通してチヤンバ1の外部に延
出されている。前記電磁石38には、図示しない
リード線が接続され、かつ該リード線は前記水冷
管と同様な経路を通つて外部に延出されている。
更に、前記対向電極35と前記各部材を介して電
気的に接続される前記本体12は接地されてい
る。つまり、前記本体12等を通して前記対向電
極35を接地することによつて、前記プラズマ銃
7のプラズマが前記チヤンバ1内の各対向電極3
5へ向つて引き出される。 As shown in FIGS. 4 and 5, the counter electrode drive mechanism 11 includes a main body 12 that is tilted upward and fixed to the side wall of the chamber 1 via a seal member (not shown). This main body 12 is formed with a cavity 13 having a substantially T-shaped cross section. Inside this cavity 13, a carrier drive shaft 14 is provided.
is provided to penetrate through the main body 12 along the inclination direction, and the rear end side of the drive shaft 14 is connected to a rotation motor 15 provided on the main body 12 located outside the side wall of the chamber 1. It is becoming more and more driven. At the tip of the drive shaft 14,
A circular carrier 16 is pivoted. This carrier 16 is connected to the main body 1 via a ring bearing 17.
It is rotatably arranged on 2. Further, in the cavity 13 between the main body 12 and the drive shaft 14, a cylindrical drive transmission member 18 is provided between the transmission member 18 and the main body 14.
and four bearings 19a, 19b, 20a, 20b arranged between the transmission member 18 and the drive shaft 14, respectively.
It is rotatably provided via the. A bevel gear 21 is formed on the rear end side of the transmission member 18, and a gear 22 is formed on the front end side. This bevel gear 2
1, a shaft 23 inserted into the main body 12 from a direction perpendicular to the inclination direction thereof is meshed with a bevel gear 24 at the tip thereof, and the rear end side of the shaft 23 is located outside the side wall of the chamber 1. The main body 12 is connected to and driven by a swing motor 25 provided on the main body 12. Note that the shaft 23 is
3 and the main body 12 are interposed bearings 26a and 26b. Further, on the carrier 16, there is a pair of frames 27a, 27 facing each other on the upper part.
Blocks 28 with b are integrally and eccentrically provided. An L-shaped shaft 29 passes through the carrier 16 from the center of the block portion 28, and the shaft 29 is supported by bearings 30a and 30b provided on the block portion 28 and the carrier 16. A planetary gear 31 is provided at the lower end of this L-shaped shaft 29 and meshes with the gear 22 on the distal end side of the drive transmission member 18 . A bearing 32 is attached to the tip of the L-shaped shaft 29, and an arm 33 tilted at a predetermined angle is pivotally supported on the bearing 32. This arm 33 has a bearing portion disposed within a frame-shaped bearing 34, and its tip is fixed to a counter electrode 35. A shaft 36 is rotatably supported on the bearing portion of the arm 33, and the shaft 36 is orthogonal to the frame-shaped bearing 34 that is supported on the bearings 37a, 37b on the upper portion of the pair of frames 27a, 27b. It penetrates through. That is, the rotational fulcrum of the bearing portion of the arm 33 serves as the central axis of the miso scraping motion for swinging the counter electrode 35 fixed to the tip of the arm 33 in all directions. The counter electrode 35 has a disk shape, and has a ring-shaped electromagnet 38 built therein. Also,
A flexible tube 3 is provided on the rear end surface of the counter electrode 35.
9 are connected, and the flexible tube 39
extends to the outside through the side wall of the chamber 1. The counter electrode 35 includes a water-cooled pipe (not shown).
is buried therein, and both ends of the water cooling pipe extend outside the chamber 1 through the flexible pipe 39. A lead wire (not shown) is connected to the electromagnet 38, and the lead wire extends outside through the same path as the water-cooled pipe.
Furthermore, the main body 12, which is electrically connected to the counter electrode 35 through the respective members, is grounded. That is, by grounding the counter electrode 35 through the main body 12, etc., the plasma of the plasma gun 7 is transferred to each counter electrode 3 in the chamber 1.
5.
また、前記チヤンバ1内のプラズマ生成領域近
傍には成膜される基板を保持するためのホルダ4
0が配設されている。このホルダ40には、該ホ
ルダ40に負電圧を印加するための可変直流電源
41が接続されている。また、前記ホルダ40の
周囲には図示しないヒータが配置されている。 Further, in the vicinity of the plasma generation region in the chamber 1, there is a holder 4 for holding a substrate on which a film is to be formed.
0 is placed. A variable DC power supply 41 for applying a negative voltage to the holder 40 is connected to the holder 40 . Further, a heater (not shown) is arranged around the holder 40.
次に、本発明のイオンプレーテイング装置によ
る薄膜形成について説明する。 Next, thin film formation using the ion plating apparatus of the present invention will be explained.
まず、ホルダ40に基板42を保持し、蒸着
源のルツボ4内に所定の蒸着材料43を収容し
た後、図示しない真空ポンプを作動してチヤン
バ1内のガスを排気管2を通して排気してチヤ
ンバ1内を所定の真空度(例えば10-3〜
10-4torr)とする。 First, the substrate 42 is held in the holder 40 and a predetermined evaporation material 43 is stored in the crucible 4 of the evaporation source, and then a vacuum pump (not shown) is activated to exhaust the gas in the chamber 1 through the exhaust pipe 2 and leave the chamber. 1 to a predetermined degree of vacuum (e.g. 10 -3 ~
10 -4 torr).
電子銃5から電子ビームを放出し、偏向コイ
ル6により該電子ビームをルツボ4内に収容し
た蒸着材料43に照射して溶融、蒸発させる。 An electron beam is emitted from the electron gun 5, and the vapor deposition material 43 housed in the crucible 4 is irradiated with the electron beam by the deflection coil 6 to melt and evaporate it.
同時に、プラズマ銃7にアルゴン等の所定の
プラズマ発生ガスを供給することにより、該プ
ラズマ銃7よりプラズマを生成する。こうして
生成したプラズマ44は、5台の駆動機構11
により夫々チヤンバ1内に位置するように保持
され、空心磁石10aより絞り部9を通してチ
ヤンバ1内に引出されると共に、チヤンバ1の
外側に配置した空心磁石10a,10bの磁界
により広いチヤンバ1内での拡散が防止され
る。また、基板ホルダ40に可変直流電源41
から所定の負電圧を印加すると、引出されたプ
ラズマ44中のプラスイオンが蒸気ガスをイオ
ン化し、そのイオンを前記基板42に加速、衝
突される。更に、対向電極35の電磁石38に
所定の電流を印加すると、該電極35表面から
磁界が発生してチヤンバ1内に引き出されたプ
ラズマ44を基板42に対して高密度で集束さ
れる。この時、対向電極35に設けた水冷パイ
プ(図示せず)に水を供給、循環させることに
より対向電極35の温度上昇を防止する。 At the same time, by supplying a predetermined plasma generating gas such as argon to the plasma gun 7, plasma is generated from the plasma gun 7. The plasma 44 generated in this way is transmitted to the five drive mechanisms 11.
are held within the chamber 1 by the air-core magnets 10a, and are pulled out into the chamber 1 through the constriction part 9, and are held within the wide chamber 1 by the magnetic fields of the air-core magnets 10a and 10b placed outside the chamber 1. The spread of is prevented. In addition, a variable DC power supply 41 is attached to the substrate holder 40.
When a predetermined negative voltage is applied to the plasma 44, the positive ions in the extracted plasma 44 ionize the vapor gas, and the ions are accelerated and collided with the substrate 42. Furthermore, when a predetermined current is applied to the electromagnet 38 of the counter electrode 35, a magnetic field is generated from the surface of the electrode 35, and the plasma 44 drawn into the chamber 1 is focused with high density on the substrate 42. At this time, water is supplied and circulated through a water cooling pipe (not shown) provided at the counter electrode 35 to prevent the temperature of the counter electrode 35 from rising.
前記基板ホルダ40への負電圧の印加及び電
磁石38への電流の印加と同時に各駆動機構1
1の駆動軸14を回転用モータ15により矢印
C方向に回転させると、その先端に軸着され、
かつ本体12上部に軸受17を介して支持され
たキヤリア16が同方向に回転する。キヤリア
16の回転により、該キヤリア16に一体かつ
偏奇して固定されたブロツク部28及びその上
部に形成された一対のフレーム27a,27b
が前記駆動軸14を中心して回転する。また、
揺動用モータ25により軸23を矢印方向に回
転させると、該軸23先端のかさ歯車24とか
さ歯車22を介歯合された駆動伝達部材18が
矢印方向に回転する。こうした伝達部材18の
回転により、その先端側の歯車21(矢印A方
向に回転)と遊星歯車31を介して歯合するL
形軸29が該歯車21と反対方向(矢印B方
向)に回転される。L形軸29の回転により、
その先端の軸受32に軸支され、所定の角度で
傾斜したアーム33が回転する。アーム33の
回転により、その先端に固定された対向電極3
5が互いに交差して配置されたアーム33の軸
受部分の軸36と前記一対のフレーム27a,
27bの枠状軸受34を支点として揺動、回転
される。このように各駆動機構11の揺動用モ
ータ25による軸23の回転に伴うL形アーム
29の回転により各駆動機構11に対応する対
向電極35が前記枠状軸受34を支点として揺
動、回転すると共に、回転用モータ15の回転
に伴うキヤリア16の回転により該キヤリア1
6に一体かつ偏奇して固定されたブロツク部2
8のフレーム27a,27bに連結された対向
電極35が駆動軸14を中心にして回転され
る。このような複数台(例えば5台)の駆動機
構11による夫々の対向電極35の揺動、回転
及び各対向電極35表面から発生した磁界によ
つて、プラズマ銃7で生成されたプラズマ44
がチヤンバ1内の基板42下面全体の領域に高
密度化された状態となり、この高密度のプラズ
マ44領域に前述した蒸着源3により蒸発され
る蒸着材料が到達してイオン化されると共に、
プラズマ44中のプラスイオン化された蒸着材
料は前記各対向電極35からの磁界と負電圧が
印加されたホルダ40の吸引力により該ホルダ
40で保持された基板42全体に亙つて均一か
つ効率よく加速、衝突されで薄膜が形成され
る。 At the same time as applying a negative voltage to the substrate holder 40 and applying a current to the electromagnet 38, each drive mechanism 1
When the drive shaft 14 of 1 is rotated in the direction of arrow C by the rotation motor 15, the shaft is attached to the tip thereof,
In addition, a carrier 16 supported on the upper part of the main body 12 via a bearing 17 rotates in the same direction. As the carrier 16 rotates, a block part 28 is integrally and eccentrically fixed to the carrier 16, and a pair of frames 27a, 27b formed on the upper part thereof.
rotates around the drive shaft 14. Also,
When the shaft 23 is rotated in the direction of the arrow by the swinging motor 25, the drive transmission member 18, in which the bevel gear 24 and the bevel gear 22 at the tip of the shaft 23 are engaged, rotates in the direction of the arrow. Due to such rotation of the transmission member 18, the L gear meshes with the gear 21 (rotating in the direction of arrow A) on the distal end side via the planetary gear 31.
Shaft shaft 29 is rotated in the opposite direction to gear 21 (direction of arrow B). By rotating the L-shaped shaft 29,
An arm 33 is rotatably supported by a bearing 32 at its tip and inclined at a predetermined angle. By rotating the arm 33, the counter electrode 3 fixed to the tip thereof
The shaft 36 of the bearing portion of the arm 33 and the pair of frames 27a, which are arranged to intersect with each other;
It is swung and rotated about the frame-shaped bearing 34 of 27b as a fulcrum. In this way, the rotation of the L-shaped arm 29 accompanying the rotation of the shaft 23 by the swing motor 25 of each drive mechanism 11 causes the counter electrode 35 corresponding to each drive mechanism 11 to swing and rotate about the frame bearing 34 as a fulcrum. At the same time, the carrier 1 is rotated by the rotation of the carrier 16 along with the rotation of the rotation motor 15.
Block part 2 integrally and eccentrically fixed to 6
A counter electrode 35 connected to frames 27a and 27b of 8 is rotated about the drive shaft 14. The plasma 44 generated by the plasma gun 7 is caused by the swinging and rotation of the respective counter electrodes 35 by the plurality of (for example, five) drive mechanisms 11 and the magnetic field generated from the surface of each counter electrode 35.
is highly concentrated over the entire lower surface of the substrate 42 in the chamber 1, and the vapor deposition material evaporated by the above-mentioned vapor deposition source 3 reaches this high-density plasma 44 area and is ionized.
The positively ionized vapor deposition material in the plasma 44 is uniformly and efficiently accelerated over the entire substrate 42 held by the holder 40 by the magnetic field from each counter electrode 35 and the attraction force of the holder 40 to which a negative voltage is applied. , a thin film is formed upon collision.
従つて、本発明によれば駆動機構11により対
向電極35を揺動、回転されると共に、該対向電
極35に内蔵した電磁石38により該電極35表
面から磁界を発生させ、同時に蒸着源3から蒸着
材料を蒸発させることによつて、プラズマ銃や生
成されたプラズマをホルダ40に保持された基板
42下面全体にの領域に広げることができ、しか
も該プラズマ中で前記蒸発した蒸着材料をイオン
化し、該プラスイオン化した蒸着材料を基板42
表面に対して高密度でかつ多方面から加速、衝突
させれ蒸着材料の基板42表面への回り込み性を
向上できるため、複雑形状の基板にも均一かつ均
質な薄膜を高い密着力で効率よく形成できる。 Therefore, according to the present invention, the driving mechanism 11 swings and rotates the counter electrode 35, and the electromagnet 38 built in the counter electrode 35 generates a magnetic field from the surface of the electrode 35, and at the same time, the vapor deposition source 3 generates a magnetic field. By evaporating the material, the plasma gun and the generated plasma can be spread over the entire lower surface of the substrate 42 held in the holder 40, and the evaporated material is ionized in the plasma, The positively ionized vapor deposition material is applied to the substrate 42.
By accelerating and colliding with the surface at high density and from multiple directions, it is possible to improve the ability of the vapor deposition material to wrap around the surface of the substrate 42, thereby efficiently forming a uniform and homogeneous thin film with high adhesion even on complex-shaped substrates. can.
また、前記駆動伝達部材18の歯車22の角速
度をωa、この歯車22と歯合するL形軸29の
遊星歯車31の角速度をωb、回転駆動軸14に
軸着されたキヤリア16の角速度をωc、前記歯
車22及び遊星歯車31の歯数を夫々a、bと
し、前記キヤリア16を前記歯車22と同方向に
回転させたとすると、ωbは次式で表わされる。 Furthermore, the angular velocity of the gear 22 of the drive transmission member 18 is ωa, the angular velocity of the planetary gear 31 of the L-shaped shaft 29 meshing with this gear 22 is ωb, and the angular velocity of the carrier 16 pivotally attached to the rotary drive shaft 14 is ωc. , the number of teeth of the gear 22 and the planetary gear 31 are a and b, respectively, and assuming that the carrier 16 is rotated in the same direction as the gear 22, ωb is expressed by the following equation.
ωb=ωc〔1+(a/b)〕−ωa(a/b)
上記式からL形軸の歯車31の角速度(ωb)
は、キヤリア16と駆動伝達部材18の回転方向
を同方向に回転させると減速され、それらを互い
に反対方向に回転させると加速されるため、該L
形軸29による対向電極35の揺動、回転速度を
容易に制御することができる。 ωb=ωc[1+(a/b)]-ωa(a/b) From the above formula, the angular velocity of the gear 31 on the L-shaped shaft (ωb)
is decelerated when the carrier 16 and the drive transmission member 18 are rotated in the same direction, and is accelerated when they are rotated in opposite directions.
The swinging and rotation speed of the counter electrode 35 by the shaped shaft 29 can be easily controlled.
なお、上記実施例では駆動機構及びこれにより
揺動、回転する対向電極を夫々5台用いたが、1
〜4台又は6台以上をチヤンバの同一平面上の側
壁に設けてもよい。 Note that in the above embodiment, five drive mechanisms and five counter electrodes each oscillated and rotated by the drive mechanisms were used.
~4 or more than 4 units may be provided on the same plane side wall of the chamber.
上記実施例では、対向電極に電磁石を内蔵した
が、これの代わに永久磁石を内蔵させてもよい。 In the above embodiment, an electromagnet is built in the counter electrode, but a permanent magnet may be built in instead.
上記実施例では、蒸着源として電子銃で発生し
た電子ビームをチヤンバ内のルツボに偏向コイル
により照射する構造のものを使用したが、EBガ
ンを有する構造のものを用いてもよい。 In the above embodiment, a structure in which an electron beam generated by an electron gun is irradiated onto a crucible in a chamber by means of a deflection coil was used as the evaporation source, but a structure having an EB gun may also be used.
[発明の効果]
以上詳述した如く、本発明のイオンプレーテイ
ング装置によればプラズマ中でプラスイオン化し
た蒸着材料を基板表面に対して高密度でかつ多方
面から加速、衝突させれ該蒸着材料の基板表面へ
の回り込み性を向上できるため、複雑形状の基板
にも均一かつ均質な薄膜を高い密着力で効率よく
形成できる等顕著な効果を奏する。[Effects of the Invention] As detailed above, according to the ion plating apparatus of the present invention, the deposition material positively ionized in the plasma is accelerated and collided with the substrate surface from many directions at high density. Since it is possible to improve the ability of the material to wrap around the surface of the substrate, it has remarkable effects such as being able to efficiently form a uniform and homogeneous thin film with high adhesion even on complex-shaped substrates.
第1図は、本発明の一実施例を示すイオンプレ
ーテイング装置の概略横断面図、第2図は第1図
のX−X線に沿う断面図、第3図は第1図のY−
Y線に沿う断面図、第4図は第1図の対向電極及
びその駆動機構を示す断面図、第5図は対向電極
及びその駆動機構の主要部品を示す斜視図であ
る。
1……真空チヤンバ、3……蒸着源、4……ル
ツボ、5……電子銃、6……偏向コイル、7……
プラズマ銃、11……駆動機構、12……本体、
14……駆動軸、15……回転用モータ、16…
…キヤリア、18……駆動伝送部材、21,24
……かさ歯車、22……歯車、25……揺動用モ
ータ、29……L型軸、31……遊星歯車、33
……アーム、35……対向電極、38……電磁
石、40……基板ホルダ、42……基板、43…
…蒸着材料、44……プラズマ。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an ion plating apparatus showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line X--X in FIG. 1, and FIG.
FIG. 4 is a sectional view taken along the Y line, FIG. 4 is a sectional view showing the counter electrode of FIG. 1 and its driving mechanism, and FIG. 5 is a perspective view showing the main parts of the counter electrode and its driving mechanism. 1... Vacuum chamber, 3... Evaporation source, 4... Crucible, 5... Electron gun, 6... Deflection coil, 7...
Plasma gun, 11... Drive mechanism, 12... Main body,
14... Drive shaft, 15... Rotation motor, 16...
...Carrier, 18...Drive transmission member, 21, 24
...Bevel gear, 22 ... Gear, 25 ... Rocking motor, 29 ... L-shaped shaft, 31 ... Planetary gear, 33
...Arm, 35...Counter electrode, 38...Electromagnet, 40...Substrate holder, 42...Substrate, 43...
...Vapor deposition material, 44...Plasma.
Claims (1)
た基板ホルダと、前記チヤンバ内に配設された蒸
着源と、前記チヤンバ内にプラズマを導入するた
めのプラズマ発生源と、前記プラズマ発生源の外
周に対応する前記チヤンバの外側および前記プラ
ズマ発生源と対面する前記チヤンバの外側にそれ
ぞれ設けられ、前記チヤンバ内に引き出されたプ
ラズマを集束するための空心磁石と、前記チヤン
バ内に配置され、前記プラズマ発生源から前記チ
ヤンバ内に導入されたプラズマを前記ホルダに保
持された基板表面に集束させるための磁石を内蔵
した対向電極と、この対向電極を揺動および回転
させるための駆動機構とを具備したことを特徴と
するイオンプレーテイング装置。1. A vacuum chamber, a substrate holder disposed within the chamber, a deposition source disposed within the chamber, a plasma generation source for introducing plasma into the chamber, and an outer periphery of the plasma generation source. an air-core magnet disposed inside the chamber and provided on the outside of the chamber facing the plasma generation source and on the outside of the chamber facing the plasma generation source to focus the plasma drawn into the chamber; A counter electrode having a built-in magnet for focusing plasma introduced into the chamber from a generation source onto the surface of the substrate held by the holder, and a drive mechanism for swinging and rotating the counter electrode. An ion plating device characterized by:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17197688A JPH0222464A (en) | 1988-07-12 | 1988-07-12 | Ion plating device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17197688A JPH0222464A (en) | 1988-07-12 | 1988-07-12 | Ion plating device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0222464A JPH0222464A (en) | 1990-01-25 |
| JPH0548299B2 true JPH0548299B2 (en) | 1993-07-21 |
Family
ID=15933232
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17197688A Granted JPH0222464A (en) | 1988-07-12 | 1988-07-12 | Ion plating device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0222464A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015127450A (en) * | 2013-12-27 | 2015-07-09 | 昭和電工株式会社 | Carbon film forming apparatus, carbon film forming method, and magnetic recording medium manufacturing method |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0762243B2 (en) * | 1991-03-19 | 1995-07-05 | 株式会社ライムズ | Ion plating device |
| JP5968666B2 (en) * | 2012-04-09 | 2016-08-10 | 中外炉工業株式会社 | Plasma generator and vapor deposition apparatus |
-
1988
- 1988-07-12 JP JP17197688A patent/JPH0222464A/en active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015127450A (en) * | 2013-12-27 | 2015-07-09 | 昭和電工株式会社 | Carbon film forming apparatus, carbon film forming method, and magnetic recording medium manufacturing method |
| US10134435B2 (en) | 2013-12-27 | 2018-11-20 | Showa Denko K.K. | Carbon film forming apparatus, carbon film forming method, and magnetic recording medium manufacturing method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0222464A (en) | 1990-01-25 |
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